牡丹江第二發(fā)電廠供熱機組工程河道演變分析評價

張玉紅，崔曉陽，曹晨華

(牡丹江市水務(wù)局，黑龍江牡丹江157000)

1 工程項目概況

牡丹江第二發(fā)電廠位于牡丹江市區(qū)的東北部郊區(qū)，距市區(qū)約10 km。該項目區(qū)范圍內(nèi)，只有第二發(fā)電廠自建圍堤工程，距離牡丹江市城區(qū)左岸堤防工程末段牡左18+800(牡丹江市北安河入口)2.1 km。

該電廠始建于20世紀(jì)70年代，電廠先后經(jīng)一期工程、二期工程、三期工程及三期續(xù)建工程建設(shè)，目前現(xiàn)有裝機容量為1 020 MW，本期工程為“上大壓小”建設(shè)2×300 MW抽汽亞臨界供熱機組，并留有擴建條件。因此本期工程擴建位置定于該電廠北側(cè)擴建端的場地上，以充分利用電廠現(xiàn)有設(shè)施、節(jié)約投資為目的。

本次評價包括3#雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔和變電所工程建設(shè)對河勢穩(wěn)定方面所帶來的各種影響進(jìn)行分析和評價。3#冷卻塔和變電所位于河道灘地處，距離主河道150 m，距二發(fā)電自建圍堤42 m，均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。冷卻塔高92.40 m，半徑為39.893 m，設(shè)計地面基礎(chǔ)高程為235.00 m;變電所長125 m、寬70 m、高5 m，設(shè)計地面基礎(chǔ)高程為235.00 m。

2 河道概況

牡丹江為松花江第二大支流，發(fā)源于長白山牡丹嶺。河流大致近南北向，全長725 km，平均坡降1.39‰，總落差為1 007 m，流域控制面積為37 600 km2，流域呈南北狹長形，地跨吉黑兩省。本流域以南為圖門江，東鄰穆棱河流域，西部以張廣才嶺與拉林河、螞蟻河為界，北臨松花江干流。在依蘭鎮(zhèn)西注入松花江。

牡丹江江道分布在河谷漫灘地上，兩岸局部段河岸與高漫灘和山麓相接。呈蛇狀彎曲，牡寧新公路橋與鐵嶺公路橋之間彎曲較大，主槽寬窄不同，呈竹節(jié)狀。江岸為沖積粉質(zhì)黏土或粉質(zhì)壤土，江底為黃褐色砂卵石或道臺橋組灰白色砂巖，由于近些年主槽采砂大部分段形成了魚鱗式江底，抗沖刷能力非常強。牡丹江市第二發(fā)電廠攔河壩下至樺林廢公路橋之間，主槽中有大量黑褐色的蝸牛石和塊石，使河床非常穩(wěn)定。

項目區(qū)上下游河道為較順直穩(wěn)定河段，主槽寬窄不一，呈竹節(jié)狀。曲率半徑大，(R=1 300～1 900 m)，兩岸灘地較高，右岸局部段臨近山體。主槽呈U型河床，岸邊較穩(wěn)定。主槽平均比降41‰。主江道總體較穩(wěn)定，沖、淤變化不大。

3 河道演變分析評價

牡丹江江道從河源匯入松花江分為上、中、下游3段，河源至鏡泊湖出口為上游，鏡泊湖出口至烏斯渾河匯入口為中游，樺林至松花江為下游。項目區(qū)位于下游，屬于較順直穩(wěn)定河段，主槽寬窄不一，呈竹節(jié)狀。曲率半徑大，(R=1 300～1 900 m)，兩岸灘地較高，右岸局部段臨近山體。主槽呈U型河床，岸邊較穩(wěn)定，局部段由于采砂使得主槽兩岸灘地降低，主槽變淺。但還沒有改變主槽流勢，使其這段河床平面上較為穩(wěn)定。

項目區(qū)上游為弓型汊河段，主流據(jù)左側(cè)凹岸，右汊為支流。主流與20世紀(jì)60年代相比，已拓寬、加深、凹岸原沒有修護(hù)岸，洪水期沖刷嚴(yán)重，80年代末修建江濱公園，同時修建了護(hù)岸工程，對洪水期侵岸起到了控制作用，經(jīng)過1991年洪水考驗，凹岸基本穩(wěn)定。斷面沒有大變化，本次共選取了3個特征斷面，即14#、16#大橫斷面。

通過調(diào)查和分析項目區(qū)上游江段，從中選擇了5個代表實測斷面資料，通過各斷面平槽水位，確定河段平均水深和平均河寬。按公式:計算河相系數(shù)，見表1。式中:B為河段平均寬度，m;H為河段平均水深，m;ξ為河相關(guān)系系數(shù)。

通過計算分析，平槽流量時，此段河道平均寬度284.80 m，斷面河相關(guān)系系數(shù)在2.89～5.34，屬一般砂質(zhì)河床ξ=2.75的情況。

表1 各段河相關(guān)系系數(shù)計算成果表

河床穩(wěn)定系數(shù)以下式表式:

式中:d為河床的泥沙粒徑，mm;H為河段平均水深，m;J為比降，‰;φn為穩(wěn)定系數(shù)。

此段江道兩岸為高漫灘和山麓，主槽中有大量黑褐色的蝸牛石和快石，使河床非常穩(wěn)定。

項目區(qū)河床泥沙平均粒徑d為2 mm左右，江段平均水深4.48 m，江段平均比降J=0.41‰，代入計算φn=1.088。

通過河相關(guān)系系數(shù)、河床穩(wěn)定性的計算特征值，說明項目區(qū)段屬穩(wěn)定性河床。即新建項目不會對河床產(chǎn)生不穩(wěn)定的影響。

4 結(jié)論

本工程建成后，由于沒有產(chǎn)生壅水，河道流速沒有發(fā)生變化，對上游沿岸村屯沒有影響，建議在施工過程中和運行時，要多對周圍群眾作好解釋工作，嚴(yán)格按牡丹江市水務(wù)局批準(zhǔn)的“防洪預(yù)案”進(jìn)行調(diào)度運行。

對河道演變規(guī)律、發(fā)展趨勢沒有影響。同時由于河道來沙量較小，當(dāng)發(fā)生大洪水時，由于江水流速快，泥沙會被帶走，所以不會對其他段河道產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響。

［1］ 牡丹江市水利勘測設(shè)計研究院.牡丹江第二發(fā)電廠供熱機組工程防洪影響評價報告［R］.牡丹江:牡丹江市水利勘測設(shè)計研究院，2007.

［2］ 牡丹江市水利勘測設(shè)計研究院.牡丹江市城市防洪工程項目初步設(shè)計報告［R］.牡丹江:牡丹江市水利勘測設(shè)計研究院，2002.